(57)【要約】【課題】本発明は、材料供給が連続的に安定し、計量不良に伴う不良品を抑制して高品質の維持・継続と生産効率の向上とを実現し得るとともに、プランジャ方式の充填装置とすれば、非常に小型コンパクトなサイズにでき、小型化を実現でき、且つ低価格での製作を可能とすることを目的としている。【解決手段】このため、金型に溶融された材料を充填して成形品を成形する成形加工装置において、空隙のない状態に材料を収容する収容部と、収容部に材料を供給する材料供給部と、収容部の外周部位を囲繞し、かつ収容部の入口部から出口部に向かって漸次加熱状態を大としたヒータ部と、収容部の入口部からこの収容部内に収容される材料を押圧し、収容部の出口部から加熱後の溶融された材料を金型に充填する押圧部とを備えている。【選択図】図１
2007111996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型に溶融された材料を充填して成形品を成形する成形加工装置において、空隙のない状態に材料を収容する収容部と、この収容部に材料を供給する材料供給部と、前記収容部の外周部位を囲繞し、かつ収容部の入口部から出口部に向かって漸次加熱状態を大としたヒータ部と、前記収容部の入口部からこの収容部内に収容される材料を押圧し、収容部の出口部から加熱後の溶融された材料を前記金型に充填する押圧部とを備えることを特徴とする成形加工装置。
【請求項２】
前記収容部は、微粉末あるいはタブレット状に形成された材料を積層し、空隙のない状態に収容することを特徴する請求項１に記載の成形加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は成形加工装置に係り、特に金型に溶融された成形用材料を充填して成形品を成形する成形加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、成型加工装置の小型化のニーズは、留まるところを知らない。そして、高品質安定化やジャストインタイム、在庫は作らない、組立工程での部品製造、省スペース、低価格、斬新な加工技術による差別化等の検討課題もある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９１３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の成形加工装置において、熱可塑性プラスチック成形用材料の充填方策に関しては、一般的に、インライン方式やプリプランジャ方式等によりペレット形状に加工した成形材料を用いている。
【０００５】
そして、ペレット形状では、溶融・充填する加熱筒への供給詰まり（「ブリッジ現象」ともいう。）や供給量のバラツキによる計量不安定化、あるいは計量密度の分散等により、成形した製品の品質及び量産の安定化が危惧されるという不都合がある。
【０００６】
この結果、小型装置化するための混練と充填方式や熱可塑性プラスチック成形材料の安定供給形態、従来方式のインラインあるいはプリプランジャに拘らない方式を検討する必要があるとともに、成型加工装置の小型化や高品質安定化、ジャストインタイム、在庫は作らない、組立工程での部品製造、省スペース、低価格、斬新な加工技術による差別化等の改善が切望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、金型に溶融された材料を充填して成形品を成形する成形加工装置において、空隙のない状態に材料を収容する収容部と、この収容部に材料を供給する材料供給部と、前記収容部の外周部位を囲繞し、かつ収容部の入口部から出口部に向かって漸次加熱状態を大としたヒータ部と、前記収容部の入口部からこの収容部内に収容される材料を押圧し、収容部の出口部から加熱後の溶融された材料を前記金型に充填する押圧部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、金型に溶融された材料を充填して成形品を成形する成形加工装置において、空隙のない状態に材料を収容する収容部と、この収容部に材料を供給する材料供給部と、前記収容部の外周部位を囲繞し、かつ収容部の入口部から出口部に向かって漸次加熱状態を大としたヒータ部と、前記収容部の入口部からこの収容部内に収容される材料を押圧し、収容部の出口部から加熱後の溶融された材料を前記金型に充填する押圧部とを備えることにより、材料供給が連続的に安定し、計量不良に伴う不良品を抑制して高品質の維持・継続と生産効率の向上とを実現し得るとともに、プランジャ方式の充填装置とすれば、非常に小型コンパクトなサイズにでき、小型化を実現でき、且つ低価格での製作が可能となる。
また、インライン方式等にある、供給・圧縮混練・計量といった工程を不要とする、単純なプランジャ方式の装置にすることができる。
更に、成形材料を押出機で押し出して線状に伸ばした樹脂をカットし、ペレット形状にする工程と同じに、押出機に取り付ける金型（ダイ）の樹脂出口を、複数線状にしカットするペレット形状とは違う、大きめの接触断面を有し、一定の長さにカットしたタブレット形状の材料としてタブレット化することにより、小粒のペレット形状にはない材料ホッパー（タンク）繋ぎ口でのブリッジ現象抑制と噛み込み不良防止等を図れるとともに、熱履歴を増やすことなく、ＵＬ認証等の再手続きは不要となる（材料メーカによるタブレット化のため）。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上述の如く発明したことにより、装置を小型コンパクトにできることから、型締メカ機構の小型化と組み合わせると、組立ラインの１工程として配置できる。また、タブレット化した材料の供給をコントロールすることにより、滞留時間（熱劣化）を気にしなくて良い方向となる。
【実施例】
【００１０】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１１】
図１及び図２はこの発明の実施例を示すものである。図１及び図２において、２Ａ、２Ｂは超小型の成形加工装置である。
【００１２】
そして、図１に開示される成形加工装置２Ａは、ホットランナとしての機能も合わせ持つ形態で、縦方向及び横方向としても対応できるものである。
【００１３】
また、図２に開示される成形加工装置２Ｂは、コールドランナ金型に設置した１例である。
【００１４】
この成形加工装置２Ａ、２Ｂは、図１及び図２に示す如く、下部に形成される金型４Ａ、４Ｂに溶融された図１にある材料６Ａを充填して成形品Ｓを成形するものである。
【００１５】
このとき、ホットランナ方式の金型４Ａが設けられる前記成形加工装置２Ａは、空隙のない状態に材料６Ａを収容する収容部８Ａと、この収容部８Ａに材料６Ａを供給する材料供給部１０Ａと、前記収容部８Ａの外周部位を囲繞し、かつ収容部８Ａの入口部８Ａａから出口部８Ａｂに向かって漸次加熱状態を大としたヒータ部１２Ａと、前記収容部８Ａの入口部８Ａａからこの収容部８Ａ内に収容される材料６Ａを押圧し、収容部８Ａの出口部８Ａｂから加熱後の溶融された材料６Ａを前記金型４Ａに充填する押圧部１４Ａとを備える構成とする。
【００１６】
詳述すれば、前記収容部８Ａは、図１に示す如く、前記金型４Ａに対して立設され、入口部８Ａａが上部に設けられるとともに、出口部８Ａｂが下部に設けられ、この出口部８Ａｂは漸次先窄まり状態に形成される。
【００１７】
そして、前記材料６Ａを微粉末あるいはタブレット状の、例えばタブレット状に形成した際に、前記材料供給部１０Ａは、このタブレット状に形成した材料６Ａを、ベルトコンベア等を利用して前記収容部８Ａ内に順次供給する供給機能を有している。
【００１８】
また、前記ヒータ部１２Ａは、図１に示す如く、前記収容部８Ａの外周部位を囲繞するように形成されるとともに、この収容部８Ａの入口部８Ａａから出口部８Ａｂに向かって漸次加熱状態を大、つまり発熱部１２Ａ−１の間隙を収容部８Ａの入口部８Ａａから出口部８Ａｂに向かって漸次大としている。
【００１９】
そして、図１から明らかなように、収容部８Ａの入口部８Ａａから出口部８ｂに向かって空隙なく積層されたタブレット状の材料６Ａを順次溶融している。
【００２０】
このとき、材料６Ａの溶融状態は、例えば、収容部８Ａの入口部８Ａａから出口部８Ａｂに向かって、
（１）固形状態タブレット
（２）表面溶融状態タブレット
（３）半溶融状態タブレット
（４）溶融状態
の４種類となる。
【００２１】
更に、前記押圧部１４Ａは、前記収容部８Ａの入口部８Ａａ上方に配設され、収容部８Ａに供給されたタブレット状の材料６Ａを上方から押圧し、収容部８Ａの出口部８Ａｂに位置する溶融状態の材料６Ａを出口部８Ａｂから前記金型４Ａに充填させるものである。
【００２２】
また、コールドランナ方式の金型４Ｂを設置した前記成形加工装置２Ｂは、材料を収容する収容部８Ｂと、この収容部８Ｂに材料を供給する材料供給部１０Ｂと、前記収容部８Ｂ内に収容される材料が自重、押圧を利用して充填される前記金型４Ｂとを備える構成とする。
【００２３】
このとき、金型４Ｂは、図２に示す如く、台座４Ｂ−１と、この台座４Ｂ−１上に固定される固定側金型４Ｂ−２と、台座４Ｂ−１上を固定側金型４Ｂ−２に対して接離方向にスライド移動可能な可動側金型４Ｂ−３と、この可動側金型４Ｂ−３をスライド移動させる駆動手段４Ｂ−４と、可動側金型４Ｂ−３による成形後に可動側金型４Ｂ−３を開閉する開閉手段（図示せず）と、可動側金型４Ｂ−３の型開停止位置直前に可動側金型４Ｂ−３の突出プレート（図示せず）に突当する突出ロッドからなる突出部４Ｂ−５とを有する。
【００２４】
そして、前記金型４Ｂは、使用するプレート枚数によって２プレートタイプや３プレートタイプ等に対応することができる。
【００２５】
追記すれば、前記金型４Ｂは、固定側金型４Ｂ−２を台座４Ｂ−１に固定するとともに、可動側金型４Ｂ−３を固定側金型４Ｂ−２に固定された駆動手段４Ｂ−４により台座４Ｂ−１上をスライド移動させ、金型開きとなる。
【００２６】
つまり、金型開限少し手前で金型自体が保有する成形品突出板（図示せず）が、突出部材４Ｂ−５に当たり前進して成形品Ｓが型開きした可動側金型４Ｂ−３のパーティング面４Ｂ−６より離型されるものである。
【００２７】
なお、前記駆動手段４Ｂ−４は、型締力と図１を横方向配置にした場合の金型への押付力（ノズルタッチ力）を発生させるものである。
【００２８】
また、金型開閉方向に対し、図１の充填装置を直角に配置した場合は同等駆動源を押付力用に追加する。
【００２９】
なお、符号１６Ａは、ホットランナ方式の金型４Ａが設けられる前記成形加工装置２Ａにおいて、収容部８Ａとヒータ部１２Ａとの外側部位を支持するプラテン、１８Ａは前記金型４Ａの下部に設けられるプラテンとそのプラテン中央に設けられる突出機構である。
【００３０】
次に作用を説明する。
【００３１】
ホットランナ方式の金型４Ａが設けられる前記成形加工装置２Ａにおいては、図１に示す如く、押圧部１４Ａがタブレット状の材料６Ａを収容する収容部８Ａより後退した位置で待機し、材料６Ａが収容部８Ａに装填される。
【００３２】
装填された材料６Ａは、前記収容部８Ａの外周部位を囲繞し、かつ収容部８Ａの入口部８Ａａから出口部８Ａｂに向かって漸次加熱状態を大としたヒータ部１２Ａによって順次溶融され、金型キャビティあるいは湯道であるランナに直接出口部８Ａｂより押圧部１４Ａ先端の面より押圧速度と圧力を受け、前記金型４Ａに充填される。
【００３３】
このとき、キャビティ部直接充填は、フルホットランナと称されるとともに、金型スプルブッシュといわれる湯道をなくし、ランナ部に直接充填する場合は、セミホットランナと称される。そして、成形材料の廃棄を抑制する材料コストの削減を達成出来る手法である。
【００３４】
また、コールドランナ方式の金型４Ｂを設置した前記成形加工装置２Ｂにおいては、図２に示す如く、材料供給部１０Ｂによって収容部８Ｂに材料が供給され、この収容部８Ｂ内に収容される材料が自重、押圧を利用して前記金型４Ｂに充填される。
【００３５】
そして、前記金型４Ｂは、固定側金型４Ｂ−２が台座４Ｂ−１に固定されており、可動側金型４Ｂ−３を固定側金型４Ｂ−２に固定された駆動手段４Ｂ−４により台座４Ｂ−１上をスライド移動させ、金型開きとする。
【００３６】
このとき、金型開限少し手前で金型自体が保有する成形品突出板（図示せず）が、突出部材４Ｂ−４に当たり、前進して成形品Ｓが型開きした可動側金型４Ｂ−３のパーティング面４Ｂ−５より離型される。
【００３７】
これにより、ホットランナ方式の金型４Ａが設けられる前記成形加工装置２Ａは、空隙のない状態に材料６Ａを収容する収容部８Ａと、この収容部８Ａに材料６Ａを供給する材料供給部１０Ａと、前記収容部８Ａの外周部位を囲繞し、かつ収容部８Ａの入口部８Ａａから出口部８Ａｂに向かって漸次加熱状態を大としたヒータ部１２Ａと、前記収容部８Ａの入口部８Ａａからこの収容部８Ａ内に収容される材料６Ａを押圧し、収容部８Ａの出口部８Ａｂから加熱後の溶融された材料６Ａを前記金型４Ａに充填する押圧部１４Ａとを備えることによって、材料供給が連続的に安定し、計量不良に伴う不良品を抑制して高品質の維持・継続と生産効率の向上とを実現し得るとともに、プランジャ方式の充填装置とすれば、非常に小型コンパクトなサイズにでき、小型化を実現でき、且つ低価格での製作が可能となる。
【００３８】
また、インライン方式等にある、供給・圧縮混練・計量といった工程を不要とする、単純なプランジャ方式の装置にすることができる。
【００３９】
更に、成形材料を押出機で押し出して線状に伸ばした樹脂をカットし、ペレット形状にする工程と同じに、押出機に取り付ける金型（ダイ）の樹脂出口を、複数線状にしカットするペレット形状とは違う、大きめの接触断面を有し、一定の長さにカットしたタブレット形状の材料としてタブレット化することにより、小粒のペレット形状にはない材料ホッパー（タンク）繋ぎ口でのブリッジ現象抑制と噛み込み不良防止等を図れるとともに、熱履歴を増やすことなく、ＵＬ認証等の再手続きは不要となる（材料メーカによるタブレット化のため）。
【００４０】
更にまた、混練出来たダブレット状の材料の安定供給が可能となり、ペレット形状のもつ供給と計量のバラツキを回避することができるとともに、全体をコンパクトにまとめて小型化することにより、装置そのものの取扱性も容易となり、他工程との融合も可能となる。
【００４１】
また、従来の課題を解消できることにより、「高品質安定化」や「ジャストインタイム」、「在庫は作らない」、「省スペース」、「投資低減による低価格品」等、斬新な技術改革からなる差別化を行うことができ、実用上あるいは使い勝手等のその効果を引き出すことが出来るものである。
【００４２】
更に、タブレット形状を収容し順次溶融する構成は、材料供給の安定と材料間の隙間を抑えることで熱伝導率が向上し、溶融する時間の短縮も図れ、安定した品質と適正溶融温度コントロールによりジャストインタイムな成形品を得ることが出来、且つ場所及びスペース問題もクリア出来るものである。
【００４３】
更にまた、コールドランナ方式の金型４Ｂを設置した前記成形加工装置２Ｂは、材料を収容する収容部８Ｂと、この収容部８Ｂに材料を供給する材料供給部１０Ｂと、前記収容部８Ｂ内に収容される材料が自重、押圧を利用して充填される前記金型４Ｂとを備えることにより、ホットランナ方式の金型４Ａが設けられる前記成形加工装置２Ａのものと同様に、材料供給が連続的に安定し、計量不良に伴う不良品を抑制して高品質の維持・継続と生産効率の向上とを実現し得るとともに、プランジャ方式の充填装置とすれば、非常に小型コンパクトなサイズにでき、小型化を実現でき、且つ低価格での製作が可能となるものである。
【００４４】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００４５】
例えば、この発明の実施例においては、熱可塑性プラスチック成形材料をタブレット化して採用し、シンプルなプランジャ方式の充填装置とし、型締メカも横置き配置とする構成としたが、図２の場合では、図１でいう充填装置を横設置と縦設置で同時成形すると２材成形も可能となり、横設置のみでは通常のセンター充填で、縦射出のみではパーティング充填となり、製品部以外の成形部分を削減（湯道スプルブッシュ部等）することも出来る等の特別構成とすることも可能である。
【００４６】
また、マルチ的な組合せが出来るとともに、設置においても、ライン中の一工程に限らず、自在に持ち回りすることも可能である。
【００４７】
更に、収容部の断面形状を、下方向に向かって漸次先細りとなるテーパ状に形成する特別構成とすることも可能である。
【００４８】
さすれば、収容部の断面形状を下方向に向かって漸次先細りとなるテーパ状に形成することによって、上層の固形状態の材料の重量を下層に位置する溶融状態の材料に作用させることができ、充填効率の向上や層状とした材料間の空隙をより一層なくすことができるという効果を期待することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の実施例を示す成形加工装置の収容部の概略拡大図である。
【図２】成形加工装置の概略図である。
【符号の説明】
【００５０】
２Ａ、２Ｂ  成形加工装置
４Ａ、４Ｂ  金型
６Ａ  材料
Ｓ  成形品
８Ａ、８Ｂ  収容部
８Ａａ  入口部
８Ａｂ  出口部
１０Ａ、１０Ｂ  材料供給部
１２Ａ  ヒータ部
１４Ａ  押圧部
１６Ａ  プラテン
１８Ａ  突出機構
４Ｂ−１  台座
４Ｂ−２  固定側金型
４Ｂ−３  可動側金型
４Ｂ−４  駆動手段
４Ｂ−５  突出部
４Ｂ−６  パーティング面
【図１】
2007111996.tif 000003
【図２】
2007111996.tif 000004